废旧锂离子电池回收技术中国知识产权

周超峰，孙玉琦，邓阿妹，魏 凤，3*

（1.中国科学院武汉文献情报中心，湖北 武汉 430071;2.中国科学院大学经济与管理学院图书情报与档案管理系，北京 100190;3.科技大数据湖北省重点实验室，湖北 武汉 430071）

新能源电动车行业的发展导致废旧动力电池数量激增，包括退役动力电池在内的废旧锂离子电池回收问题凸显。2021年3月5日，国务院首次将“加快建设动力电池回收利用体系”写进政府工作报告[1]。有数据显示[2]，2021-2030年，中国新能源汽车动力电池退役总量将达7.05×106t，而全球乘用电动汽车动力电池退役总量将达1.285×107t。

为避免锂离子电池爆发式增长带来的污染，已经有国家成立了锂离子电池回收中心[3-4]。目前有关废旧锂离子电池的研究，主要围绕回收工艺、正极材料、电解液、锰、钴和锂等材料进行[5-7]。由于锂离子电池含有稀有重金属和有机溶剂，若采用填埋、焚烧、堆肥等处理方式，不仅会造成稀有金属资源的浪费，甚至可能会严重威胁自然环境和人体健康，对废旧锂离子电池中的稀有金属进行提取、回收和再利用，具有一定的环境价值和经济价值。

现有研究仅从专利角度分析电池回收技术中的中国知识产权[8]，未涉及论文，并不能完整展现中国知识产权在该领域的全球竞争力。为此，本文作者分别以论文和专利为研究对象，以Web of Science为论文数据源，以生产力、影响力和创新力为视角，从宏观（国家）和中观（研究机构）两个维度揭示其竞争力;以德温特数据库为专利数据源，围绕创新主体及技术领域、专利保护区域等内容展开分析，研判中国在该领域的竞争优势。通过系统性梳理中国废旧锂离子电池回收技术知识产权，以期更全面地揭示竞争优势。

1 研究方法与数据来源

论文和专利数据截止日期为2021年12月31日，经过人工筛选后，论文文献类型为Article，语言为English，共2 779篇，专利共2 493件。

采用文献计量与专利计量相结合的研究方法，并借鉴邱均平等[9]提出的指标体系，以生产力、影响力和创新力为衡量指标，分析中国知识产权在该领域的全球竞争力（因相关数据存在时滞性，表中数据仅供参考）。

2 论文分析

2.1 从发文国家/地区看中国的竞争力

废旧锂离子电池回收技术发文量前10位的国家见表1。

表1 废旧锂离子电池回收技术发文量前10的国家Table 1 Top 10 countries with number of papers in spent Li-ion battery recycling technology

生产力方面，中国和美国处于第一梯队，发文量全球占比分别为48.36%、14.61%，说明中国成为该领域的主要力量;韩国、德国、印度、日本和澳大利亚等处于第二梯队;巴西、加拿大和法国等处于第三梯队。

影响力方面，H指数和总他引次数方面与生产力梯队基本一致，但篇均他引频次变化较大:日本、澳大利亚和美国位居前三，中国落后，说明存在极大的提升空间。

创新力方面，以高被引论文数量为衡量指标，中国高被引论文数量具有绝对领先优势，再次凸显中国已成为该领域的“领头羊”。紧随其后的是美国、韩国、德国、印度和澳大利亚。

从国家所处地区来看，亚洲拥有巨大的锂离子电池消费市场，面临着锂、钴、镍、锰等自然资源匮乏和回收形势严峻的问题，是相关技术发展的“主战场”;欧洲和北美洲因全面的政策规划和持续的基础设施投资，是相关技术发展的重要推动力;大洋洲和南美洲等地区作为锂、钴、镍、锰等稀有金属的主要生产国和储量国，是相关技术发展的重要区域。

2.2 从主要机构看中国的竞争力

废旧锂离子电池回收技术发文量前10位的机构见表2。

表2 废旧锂离子电池回收技术发文量前10的机构Table 2 Top 10 institutions with number of papers in spent Li-ion battery recycling technology

生产力方面，以发文量和全球占比为衡量指标，结果显示:在前10位主要机构中有6位来自中国，其中，中国科学院和中南大学在发文量和全球占比方面占绝对优势，处于第一梯队，成为该技术发展的主要发文力量;美国能源部和德国亥姆霍兹联合会是为发文量最多的国外机构，位居第二梯队，属于该技术发展的重要发文力量。

影响力方面，以H指数、总他引次数和篇均他引次数为衡量指标，结果显示:中国科学院、中南大学和美国能源部居H指数和总他引次数的前三位;北京理工大学、中国科学院和美国能源部位列篇均他引次数前三位。

创新力方面，以高被引论文数量为衡量指标，由多到少依次为中南大学、中国科学院、德国亥姆霍兹联合会和印度科学和工业研究理事会，进一步反映出中国在该领域的引领作用。美国、德国、法国和印度尽管在此方面与中国有一定的差距，但影响力也不容小觑。

综合以上分析，与其他国家主要机构相比，中国主要机构在该领域不仅数量上具有较大优势，而且在生产力、影响力和创新力三方面均处于“领跑”状态。

3 专利分析

3.1 从创新主体及技术领域看中国的竞争力

前10位创新主体如表3所示。

表3 前1 0位创新主体及专利分布Table 3 Top 10 innovation agents and patents distribution

从表3可知，仅中国的中南大学和昆明理工大学覆盖了所有技术领域。具体而言，中国创新主体的专利主要分布在H01M-010/54、C22B-007/00和H01M-010/0525等技术领域;日本创新主体的专利主要分布在H01M-010/54、C22B-007/00、C22B-023/00和B09B-003/00等技术领域;美国创新主体的专利，则主要分布在 H01M-010/0525、H01M-004/36等技术领域。

此外，从创新主体性质来看，美日两国的创新主体以注重经济效益和实用价值的企业为主，企业成为两国在废旧锂离子电池回收技术领域的创新力量，而中国创新主体则以高校和科研院所为主，企业较少。这反映出我国在该领域的创新主体方面与美日存在较大差异。

3.2 从专利保护区域看中国的竞争力

排名前10位创新机构的专利保护区域如表4所示。

表4 前1 0位创新主体的专利保护区域Table 4 Patent protection areas of the top 10 innovation agents

从表4可知，我国5个创新主体的专利保护区域集中分布在国内，并未涉及国外;而日本创新主体的专利保护区域范围涵盖中国、日本、美国、韩国、加拿大、欧洲专利局、世界专利局、澳大利亚和德国等多个国家和组织;美国创新主体的专利保护区域主要分布在中国、美国和韩国等国家。这一现象反映出:与日本和美国相比，我国技术创新主体的海外布局意识和专利保护意识淡薄、全球布局观念极弱，致使我国相关专利保护区域落后于美日两国。

4 结论及建议

通过论文和专利双重视角对中国废旧锂离子电池回收再利用技术领域的知识产权进行量化分析，得出以下结论:

从论文角度而言，目前，中国在该领域处于第一梯队，总体上具有明显的竞争力和竞争优势，具体表现在:中国的主要机构在该技术领域的生产力、影响力和创新力方面均处于全球第一。

从专利角度而言:①专利创新主体方面，中国创新主体数量多于美国和日本，技术领域覆盖范围分布广泛，在国际上具有明显的竞争优势;②专利保护区域方面，中国创新主体的专利技术保护区域集中分布在国内，并无海外布局，反映出我国专利保护意识和力度不如日本和美国，可能会导致本国技术被国外竞争对手复制和抄袭，逐渐丧失全球竞争力、主导权和话语权。

综上所述，提出以下建议:

针对我国创新主体以高校和科研院所为主、企业较少的现象，建议相关部门积极制定激励措施，积极引导企业、高校、科研院所之间的专利融合;以市场为导向，组建“政-产-学-研-用”五位一体的合作联盟，构建废旧锂离子电池回收产业链的知识产权保护体系，促进实验室技术向市场转移转化，提升相关科研成果的先进性、实用性、竞争性和影响力。

针对我国创新主体的专利保护区域问题，建议创新主体和管理机构强化专利的海外保护意识，重视全球专利布局和专利合作条例（PCT）。积极拓展海外市场，主动构建国外专利保护网，规避可能面临的不正当竞争，为国内相关专利在国外的应用提供保障，提升我国相关专利在海外的竞争力。